光接收器装置、脉冲宽度调制器电路系统与灵敏度控制方法

摘要

光接收器装置包括升压转换器电路、光接收器电路以及脉冲宽度调制控制器电路系统。升压转换器电路用于根据脉冲宽度调制信号转换电源电压，以产生输出电压。光接收器电路用于根据输出电压设定增益，以根据增益转换光信号为数据信号。脉冲宽度调制控制器电路系统用于根据控制码执行数字模拟转换以逐步地调整关联于输出电压的电流，并比较输出电压与一参考电压以产生脉冲宽度调制信号。

说明书

技术领域

本发明涉及光接收器装置，特别涉及光接收器装置中具有数字模拟转换操作的脉冲宽度调制器电路系统以及灵敏度控制方法。

背景技术

在光纤网络的应用中，光电二极管可用来将光信号转换成电信号，以进行后续数据处理。在实际的远距离通讯中，若光电二极管对光的灵敏度不够高或不稳定，可能造成接收到的数据的信噪比变低而导致比特错误率变高。

发明内容

在一些实施例中，光接收器装置包括升压转换器电路、光接收器电路以及脉冲宽度调制控制器电路系统。升压转换器电路用于根据脉冲宽度调制信号转换电源电压，以产生输出电压。光接收器电路用于根据输出电压设定增益，以根据增益转换光信号为数据信号。脉冲宽度调制控制器电路系统用于根据控制码执行数字模拟转换以逐步地调整关联于输出电压的电流，并比较输出电压与一参考电压以产生脉冲宽度调制信号。

在一些实施例中，脉冲宽度调制控制器电路系统包括反馈电路、数字模拟转换器电路系统以及调制器电路系统。反馈电路用于根据输出电压产生反馈电压，其中输出电压是经由升压转换器电路根据脉冲宽度调制信号产生。数字模拟转换器电路系统用于根据控制码执行数字模拟转换以逐步地调整关联于输出电压的电流。调制器电路系统用于根据反馈电压产生脉冲宽度调制信号。

在一些实施例中，灵敏度控制方法包括下列操作：根据脉冲宽度调制信号转换电源电压，以产生输出电压；根据控制码执行数字模拟转换以逐步地调整关联于输出电压的电流；比较输出电压与参考电压以产生脉冲宽度调制信号；以及根据输出电压设定光接收器电路的增益，以控制光接收器电路的灵敏度。

附图说明

有关本发明的技术方案、实际操作与技术效果，现在配合附图作为优选实施例详细说明如下。

图1为根据本发明一些实施例绘制一种光接收器装置的示意图；

图2A为根据本发明一些实施例绘制图1的数字模拟转换器电路的示意图；

图2B为根据本发明一些实施例绘制图2A的电流源阵列电路的示意图；

图2C为根据本发明一些实施例绘制图2B中的电流的波形示意图；以及

图3为根据本发明一些实施例绘制一种灵敏度控制方法的流程图。

附图标记说明：

100:光接收器装置

120:升压转换器电路

140:光接收器电路

142:转阻放大器电路

144:后置放大器电路

160:脉冲宽度调制控制器电路系统

162:反馈电路

164:数字模拟转换器电路

165:锁存器电路

166:误差放大器电路

168:比较器电路

C1:电容

D1,D2:二极管

FSW:控制码

I

L1:电感

N1,N2:节点

RF1,RF2:电阻

S

S

S

S

S

S

TN:晶体管

V

V

V

V

V

V

220,222,224:编码器电路

240:电流源阵列电路

B1～B9,T11～T17,T21～T81:比特

242

S

0I～8I,64I,507I～511I:电流

300:灵敏度控制方法

S310,S320,S330,S340:操作

具体实施方式

本申请所使用的所有词汇具有其通常的含义。上述词汇在普遍常用的字典中的定义，在本申请的内容中包括任一在此讨论的词汇的使用例子仅为示例，不应限制本发明的保护范围。同样地，本发明也不仅以说明书所示出的各种实施例为限。

关于本申请中所使用的“耦合”或“连接”，均可指二或多个组件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，也可指二或多个组件相互操作或动作。如本申请所用，用语“电路系统(circuitry)”可为由至少一电路(circuit)所形成的单一系统，且用语“电路”可为由至少一个晶体管与/或至少一个主被动组件按一定方式连接以处理信号的装置。

如本申请所用，用语“与/或”包括了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。在本申请中，使用第一、第二与第三等等的词汇，是用于描述并辨别各个组件，并无特定次序之分。因此，在本申请中的第一组件也可被称为第二组件，而不脱离本发明的本意。为易于理解，在各附图中的类似组件将被指定为相同标号。

图1为根据本发明一些实施例绘制一种光接收器装置100的示意图。在一些实施例中，光接收器装置100可用于(但不限于)光纤网络应用。

光接收器装置100包括升压转换器电路120、光接收器电路140以及脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)控制器电路系统160(后文简称PWM控制器电路系统160)。升压转换器电路120用于根据脉冲宽度调制信号S

光接收器电路140为一光接收次组件(receiver optical sub-assembly,ROSA)，其可根据输出电压V

PWM控制器电路系统160用于根据频率切换(frequency switching)控制码FSW(后文简称控制码FSW)执行数字模拟转换以逐渐地调整关联于输出电压V

详细而言，PWM控制器电路系统160可包括反馈电路162、数字模拟转换器(digitalto analog converter,DAC)电路164(后文简称DAC电路164)、误差放大器电路166、比较器电路168以及锁存器电路165。反馈电路162耦合至节点N1，并用于根据输出电压V

在一些实施例中，误差放大器电路166、比较器电路168以及锁存器电路165操作为调制器电路系统，其用于根据反馈电压V

从上式(1)可得知，若电流I

在一些相关技术中，若需要将输出电压于短时间内调整(例如为升高或降低)至另一目标位准时，由于PWM控制器的内部节点的电容以及负反馈机制的反应时间的影响，输出电压会发生电压过冲(overshoot)或电压下冲(undershoot)的现象，导致光电二极管的增益在一定期间内不稳定。

相较于前述的相关技术，在本发明的一些实施例中，通过DAC电路164的数字模拟操作，电流I

图2A为根据本发明一些实施例绘制图1的DAC电路164的示意图。DAC电路164包括多个编码器电路220、222与224以及电流源阵列电路240。多个编码器电路220、222与224根据控制码FSW产生多组数字码。详细而言，编码器电路220根据控制码FSW产生多个比特B1～B9，其中多个比特B1～B9的第一部份(例如为比特B1～B3)为第一组数字码。编码器电路222根据多个比特B1～B9的第二部分(例如为比特B4～B6)产生多个比特T11～T17(后称第二组数字码)。编码器电路224根据多个比特B1～B9的第三部分(例如为比特B7～B9)产生多个比特T21～T81(后称第三组数字码)。在一些实施例中，控制码FSW、第二组数字码以及第三组数字码中每一者为温度计码(thermometer code)，且多个比特B1～B9为二进制码(binarycode)。

如图2A所示，电流源阵列电路240用于根据上述的多组数字码选择性地导通，以产生电流I

第一组开关S

第一组电流源电路242

换个方式解释，第一组数字码(即多个比特B1～B3)为根据控制码FSW中具有较低权重的比特产生，第二组数字码(即多个比特T11～T17)为根据控制码FSW中具有次高权重的比特产生，且第三组数字码(即多个比特T21～T81)为根据控制码FSW中具有最高权重的比特产生。因此，耦合至第一组开关S

通过上述设置方式，当第一组开关S

由上表可知，当多个比特B1～B9全为逻辑值0时，全部的开关S

若比特B7为逻辑值1且剩余的比特B1～B6与B8～B9皆为逻辑值0，开关S

图2B中的电流源阵列电路240的设置方式用于示例，且本发明并不以此为限。依据实际设计需求，电流源阵列电路240中的任一电流源电路可由并联的多个单位电流源电路实施。例如，在一些实施例中，多个电流源电路242

图2C为根据本发明一些实施例绘制图2B中的电流I

图3为根据本发明一些实施例绘制一种灵敏度控制方法300的流程图。在一些实施例中，灵敏度控制方法300可由(但不限于)图1的升压转换器电路120以及PWM控制器电路系统160实施。

在操作S310，根据脉冲宽度调制信号转换电源电压，以产生输出电压。在操作S320，根据控制码执行数字模拟转换以逐步地调整关联于输出电压的电流。在操作S330，比较输出电压与参考电压以产生脉冲宽度调制信号。在操作S340，根据输出电压设定光接收器电路的增益，以控制光接收器电路的灵敏度。

上述灵敏度控制方法300的多个操作的说明可参考前述多个实施例，故在此不再赘述。上述多个操作仅为示例，并非限定需依照此示例中的顺序执行。在不违背本发明的各实施例的操作方式与范围下，在灵敏度控制方法300下的各种操作当可适当地增加、替换、省略或以不同顺序执行。或者，在灵敏度控制方法300下的一个或多个操作可以是同时或部分同时执行。

综上所述，通过本发明一些实施例中的光接收器装置、PWM控制器电路系统与灵敏度控制方法，升压转换器可基于数字模拟转换的操作逐步地且线性地提升用于控制光接收器电路的输出电压。如此一来，可以避免电压过冲与电压下冲，以稳定光接收器电路的灵敏度。

虽然本发明的实施例如上所述，然而这些实施例并非用来限定本发明，本技术领域技术人员可依据本发明的明示或隐含的内容对本发明的技术特征施以变化，凡此种种变化均属于本发明所寻求的保护范围。